我正在创建一个客户端应用程序，需要创建用户活动日志，但由于各种原因，此日志不能为人类可读。
目前，在我的开发过程中，我正在创建一个纯文本日志，看起来像这样：
12/03/2009 08:34:21 -> User 'Bob' logged in
12/03/2009 08:34:28 -> Navigated to config page
12/03/2009 08:34:32 -> Option x changed to y
当我部署我的应用程序时，日志文件不应该是明文的，所以所有文本都必须加密。由于需要在每次添加条目时动态更新日志文件，因此这似乎并不容易实现。
我考虑的方法是创建一个二进制文件，在独立的情况下对每个日志条目进行加密，然后在每个条目之间使用适当的分隔符将其附加到二进制文件中。
有没有人知道解决这个问题的常用方法？我相信一定有更好的解决方案！
相反，确保日志条目的加密取决于先前的日志条目。尽管这有一些缺点（您无法解密单个日志条目，因为您始终需要解密整个文件），但它使加密更加强大。对于我们自己的记录库SmartInspect，我们使用AES加密和CBC模式来避免模式问题。如果商业解决方案合适，可以随时尝试SmartInspect。
值得一提的是，我需要一个加密记录器时，出于性能原因，我使用了对称密钥来加密实际的日志条目。
对称的“日志文件密钥”然后被公钥加密并存储在日志文件的开头，而单独的日志读取器使用私钥解密“日志文件密钥”并读取条目。
整个过程使用log4j和XML日志文件格式实现（以使读者更容易解析），每次日志文件滚动时都会生成一个新的“日志文件密钥”。
这是一个非常古老的问题，我相信技术世界已经取得了很大进展，但值得一提的是，Bruce Schneier和John Kelsey撰写了一篇关于如何实现这一点的论文：https://www.schneier.com/paper-auditlogs.html
这个问题不仅涉及安全性，还包括防止日志/审计文件所在系统被攻击后现有日志文件数据的损坏或更改。
我不清楚你所关心的是安全性还是实现问题。
一个简单的实现方法是使用流加密器。流加密器维护自己的状态并能够实现即时加密。
StreamEncryptor<AES_128> encryptor;
encryptor.connectSink(new std::ofstream("app.log"));
encryptor.write(line);
encryptor.write(line2);
...
我想知道你写的是哪种应用程序。病毒还是特洛伊木马？不管怎样...
单独加密每个条目，将其转换为某些字符串（例如Base64），然后将该字符串记录为“消息”。
这样可以保持文件的部分可读性，仅加密重要部分。
请注意，这个问题还有另一面：如果你创建了一个完全加密的文件并索要用户提供，她就无法知道你从文件中获得了哪些信息。因此，你应该尽可能地少加密（密码、IP地址、客户数据），以便法律部门验证哪些数据正在离开。
更好的方法是使用日志文件混淆器。它只需用“XXX”替换某些模式即可。你仍然可以看到发生了什么，当你需要特定的数据时，你可以请求它。
[编辑] 这个故事有更多的含义，不只是表面看起来那样。这实际上意味着用户无法看到文件中的内容。 "用户" 不一定包括 "破解者"。破解者会集中精力攻击加密文件（因为它们可能更重要）。这就是古话所说的原因：一旦有人获得了机器的访问权限，就没有办法阻止他在上面做任何事情。或者换句话说：仅仅因为你不知道如何做，并不意味着别人也不知道。如果你认为自己没有什么可隐藏的，那你还没有考虑过自己。此外，还有责任问题。比如，在你获取日志副本后，某些数据泄露到互联网上。由于用户不知道日志文件中有什么，你怎么能在法庭上证明你不是泄漏者呢？老板们可以要求获取日志文件以监控他们的下属，要求对其进行编码，以便平民百姓看不出来并抱怨（或者起诉，这些卑鄙的家伙！）。
或者从完全不同的角度来看待它：如果没有日志文件，就没有人可以滥用它。在紧急情况下启用调试如何？我已经配置了log4j以保留最后200条日志消息。如果记录了错误，我会将这200条消息转储到日志中。理由是：我真的不关心白天发生了什么。我只关心错误。使用JMX，可以简单地将调试级别设置为ERROR，并在需要更多详细信息时在运行时远程降低它。对每个日志条目进行单独加密会大大降低您的密文安全性，特别是因为您正在使用非常可预测的明文。
以下是您可以采取的措施：
然后，在每个窗口的开始处（每5分钟、每10分钟等）选择一个随机的临时密钥。
使用临时密钥分别加密每个日志项并附加到临时日志文件中。
当窗口关闭时（预定时间到了），使用临时密钥解密每个元素，使用主密钥解密主日志文件，合并文件并使用主密钥加密。
然后，选择一个新的临时密钥并继续。
此外，每次轮换主日志文件时（每天、每周等），更改主密钥。
这应该提供足够的安全性。
我和你有完全相同的需求。一个叫做'maybeWeCouldStealAVa'的人在如何向AES加密文件追加内容中写了一个很好的实现，但是它没有被刷新 - 每次刷新消息时，您都必须关闭并重新打开文件，以确保不会丢失任何东西。
所以我写了自己的类来完成这个任务：
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.*;
import java.security.*;
public class FlushableCipherOutputStream extends OutputStream
{
private static int HEADER_LENGTH = 16;
private SecretKeySpec key;
private RandomAccessFile seekableFile;
private boolean flushGoesStraightToDisk;
private Cipher cipher;
private boolean needToRestoreCipherState;
/** the buffer holding one byte of incoming data */
private byte[] ibuffer = new byte[1];
/** the buffer holding data ready to be written out */
private byte[] obuffer;
/** Each time you call 'flush()', the data will be written to the operating system level, immediately available
* for other processes to read. However this is not the same as writing to disk, which might save you some
* data if there's a sudden loss of power to the computer. To protect against that, set 'flushGoesStraightToDisk=true'.
* Most people set that to 'false'. */
public FlushableCipherOutputStream(String fnm, SecretKeySpec _key, boolean append, boolean _flushGoesStraightToDisk)
throws IOException
{
this(new File(fnm), _key, append,_flushGoesStraightToDisk);
}
public FlushableCipherOutputStream(File file, SecretKeySpec _key, boolean append, boolean _flushGoesStraightToDisk)
throws IOException
{
super();
if (! append)
file.delete();
seekableFile = new RandomAccessFile(file,"rw");
flushGoesStraightToDisk = _flushGoesStraightToDisk;
key = _key;
try {
cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
byte[] iv = new byte[16];
byte[] headerBytes = new byte[HEADER_LENGTH];
long fileLen = seekableFile.length();
if (fileLen % 16L != 0L) {
throw new IllegalArgumentException("Invalid file length (not a multiple of block size)");
} else if (fileLen == 0L) {
// new file
// You can write a 16 byte file header here, including some file format number to represent the
// encryption format, in case you need to change the key or algorithm. E.g. "100" = v1.0.0
headerBytes[0] = 100;
seekableFile.write(headerBytes);
// Now appending the first IV
SecureRandom sr = new SecureRandom();
sr.nextBytes(iv);
seekableFile.write(iv);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
} else if (fileLen <= 16 + HEADER_LENGTH) {
throw new IllegalArgumentException("Invalid file length (need 2 blocks for iv and data)");
} else {
// file length is at least 2 blocks
needToRestoreCipherState = true;
}
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new IOException(e.getMessage());
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new IOException(e.getMessage());
} catch (NoSuchPaddingException e) {
throw new IOException(e.getMessage());
} catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
throw new IOException(e.getMessage());
}
}
/**
* Writes one _byte_ to this output stream.
*/
public void write(int b) throws IOException {
if (needToRestoreCipherState)
restoreStateOfCipher();
ibuffer[0] = (byte) b;
obuffer = cipher.update(ibuffer, 0, 1);
if (obuffer != null) {
seekableFile.write(obuffer);
obuffer = null;
}
}
/** Writes a byte array to this output stream. */
public void write(byte data[]) throws IOException {
write(data, 0, data.length);
}
/**
* Writes <code>len</code> bytes from the specified byte array
* starting at offset <code>off</code> to this output stream.
*
* @param data the data.
* @param off the start offset in the data.
* @param len the number of bytes to write.
*/
public void write(byte data[], int off, int len) throws IOException
{
if (needToRestoreCipherState)
restoreStateOfCipher();
obuffer = cipher.update(data, off, len);
if (obuffer != null) {
seekableFile.write(obuffer);
obuffer = null;
}
}
/** The tricky stuff happens here. We finalise the cipher, write it out, but then rewind the
* stream so that we can add more bytes without padding. */
public void flush() throws IOException
{
try {
if (needToRestoreCipherState)
return; // It must have already been flushed.
byte[] obuffer = cipher.doFinal();
if (obuffer != null) {
seekableFile.write(obuffer);
if (flushGoesStraightToDisk)
seekableFile.getFD().sync();
needToRestoreCipherState = true;
}
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new IOException("Illegal block");
} catch (BadPaddingException e) {
throw new IOException("Bad padding");
}
}
private void restoreStateOfCipher() throws IOException
{
try {
// I wish there was a more direct way to snapshot a Cipher object, but it seems there's not.
needToRestoreCipherState = false;
byte[] iv = cipher.getIV(); // To help avoid garbage, re-use the old one if present.
if (iv == null)
iv = new byte[16];
seekableFile.seek(seekableFile.length() - 32);
seekableFile.read(iv);
byte[] lastBlockEnc = new byte[16];
seekableFile.read(lastBlockEnc);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
byte[] lastBlock = cipher.doFinal(lastBlockEnc);
seekableFile.seek(seekableFile.length() - 16);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
byte[] out = cipher.update(lastBlock);
assert out == null || out.length == 0;
} catch (Exception e) {
throw new IOException("Unable to restore cipher state");
}
}
public void close() throws IOException
{
flush();
seekableFile.close();
}
}
这是一个使用它的例子：
import org.junit.Test;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.*;
import java.io.BufferedWriter;
public class TestFlushableCipher {
private static byte[] keyBytes = new byte[] {
// Change these numbers, lest other StackOverflow readers can decrypt your files.
-53, 93, 59, 108, -34, 17, -72, -33, 126, 93, -62, -50, 106, -44, 17, 55
};
private static SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyBytes,"AES");
private static int HEADER_LENGTH = 16;
private static BufferedWriter flushableEncryptedBufferedWriter(File file, boolean append) throws Exception
{
FlushableCipherOutputStream fcos = new FlushableCipherOutputStream(file, key, append, false);
return new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(fcos, "UTF-8"));
}
private static InputStream readerEncryptedByteStream(File file) throws Exception
{
FileInputStream fin = new FileInputStream(file);
byte[] iv = new byte[16];
byte[] headerBytes = new byte[HEADER_LENGTH];
if (fin.read(headerBytes) < HEADER_LENGTH)
throw new IllegalArgumentException("Invalid file length (failed to read file header)");
if (headerBytes[0] != 100)
throw new IllegalArgumentException("The file header does not conform to our encrypted format.");
if (fin.read(iv) < 16) {
throw new IllegalArgumentException("Invalid file length (needs a full block for iv)");
}
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
return new CipherInputStream(fin,cipher);
}
private static BufferedReader readerEncrypted(File file) throws Exception
{
InputStream cis = readerEncryptedByteStream(file);
return new BufferedReader(new InputStreamReader(cis));
}
@Test
public void test() throws Exception {
File zfilename = new File("c:\\WebEdvalData\\log.x");
BufferedWriter cos = flushableEncryptedBufferedWriter(zfilename, false);
cos.append("Sunny ");
cos.append("and green. \n");
cos.close();
int spaces=0;
for (int i = 0; i<10; i++) {
cos = flushableEncryptedBufferedWriter(zfilename, true);
for (int j=0; j < 2; j++) {
cos.append("Karelia and Tapiola" + i);
for (int k=0; k < spaces; k++)
cos.append(" ");
spaces++;
cos.append("and other nice things. \n");
cos.flush();
tail(zfilename);
}
cos.close();
}
BufferedReader cis = readerEncrypted(zfilename);
String msg;
while ((msg=cis.readLine()) != null) {
System.out.println(msg);
}
cis.close();
}
private void tail(File filename) throws Exception
{
BufferedReader infile = readerEncrypted(filename);
String last = null, secondLast = null;
do {
String msg = infile.readLine();
if (msg == null)
break;
if (! msg.startsWith("}")) {
secondLast = last;
last = msg;
}
} while (true);
if (secondLast != null)
System.out.println(secondLast);
System.out.println(last);
System.out.println();
}
}
对于 .Net，请参阅 Microsoft 应用程序块以获取日志和加密功能： http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd203099.aspx
我会将加密的日志条目附加到一个平面文本文件中，使用适当的分隔符来区分每个条目以使解密工作。